1、 北京橡胶工业研究设计院北京橡胶工业研究设计院不同不同CACA含量环保橡胶油应用技术研究含量环保橡胶油应用技术研究 立项背景立项背景一一 国内外生产研究现状国内外生产研究现状二 结结 论论四 工作内容及进展工作内容及进展三 v橡胶油在配方体系中作为橡胶软化剂，是橡橡胶油在配方体系中作为橡胶软化剂，是橡胶加工生产中一种重要的加工助剂。胶加工生产中一种重要的加工助剂。v橡胶油用于橡胶制品及轮胎中，主要是改善橡胶油用于橡胶制品及轮胎中，主要是改善胶料的加工性能，降低生产成本。胶料的加工性能，降低生产成本。一、立项背景一、立项背景v 19941994年欧盟化学品分类与标示机构就将多环芳烃族化年欧盟化学
2、品分类与标示机构就将多环芳烃族化合物（合物（PCAPCA）质量分数大于）质量分数大于0.030.03的芳烃油归类为致癌物的芳烃油归类为致癌物及毒性物。及毒性物。v 20192019年欧洲橡胶工业联合协会（年欧洲橡胶工业联合协会（BLICBLIC）和国际合成橡）和国际合成橡胶生产者协会（胶生产者协会（IISRPIISRP）共同宣布将在轮胎中使用无毒）共同宣布将在轮胎中使用无毒性油品，并于性油品，并于20192019年年1 1月月1 1日在轮胎生产中全面禁用有日在轮胎生产中全面禁用有毒橡胶油。毒橡胶油。v 欧盟指令欧盟指令2019/69/EC2019/69/EC进一步把限制条件明确为：进一步把限制
3、条件明确为：v 根据根据IP346IP346方法测定的多环芳烃化合物（方法测定的多环芳烃化合物（PCAPCA）含量）含量必须小于必须小于3%3%v 苯并芘含量小于苯并芘含量小于1ppm1ppmv 八种特定多环芳烃含量小于八种特定多环芳烃含量小于10ppm10ppm 芳烃油芳烃油（DAEDAE）替代品替代品处理芳烃油（处理芳烃油（TDAETDAE）环烷油（环烷油（NAPNAP）浅抽油（浅抽油（MESMES）v 目前全球对环保橡胶油的需求量约为目前全球对环保橡胶油的需求量约为140140万吨，而现万吨，而现在全球只有德国汉胜公司、尼纳斯石油公司等少数在全球只有德国汉胜公司、尼纳斯石油公司等少数几家
4、公司能够提供环保型橡胶油，且供应量只有几家公司能够提供环保型橡胶油，且供应量只有3030万吨左右，缺口极大。万吨左右，缺口极大。v 我国近年来对环保橡胶油的研制及应用研究发展迅我国近年来对环保橡胶油的研制及应用研究发展迅速，主要研究单位包括中海油、中石油及中石化三速，主要研究单位包括中海油、中石油及中石化三大油品供应商，同时一些有远见和实力的民营企业大油品供应商，同时一些有远见和实力的民营企业也积极进行环保橡胶油的研发工作，争相占领巨大也积极进行环保橡胶油的研发工作，争相占领巨大的环保橡胶油市场。的环保橡胶油市场。二、国内外研究生产现状二、国内外研究生产现状4 4轮胎试制轮胎试制3 3橡胶填充
5、油应用研究橡胶填充油应用研究2 2橡胶操作油应用研究橡胶操作油应用研究三、工作内容三、工作内容 系列环保橡胶油的组成及理化性能分析；系列环保橡胶油的组成及理化性能分析；不同不同CACA值环保橡胶油对轮胎胎面胶性能的影响；值环保橡胶油对轮胎胎面胶性能的影响；(3)(3)环保橡胶油不同用量对轮胎胎面胶性能的影响环保橡胶油不同用量对轮胎胎面胶性能的影响 本项目通过配方优化设计，研究环保橡胶油中不同本项目通过配方优化设计，研究环保橡胶油中不同芳烃含量对胶料混炼胶性能，加工性能及硫化胶性能的芳烃含量对胶料混炼胶性能，加工性能及硫化胶性能的影响规律。优选出适于工业化生产的环保橡胶油品种，影响规律。优选出适
6、于工业化生产的环保橡胶油品种，并形成新型国产环保橡胶油在半钢丝子午线轮胎全合成并形成新型国产环保橡胶油在半钢丝子午线轮胎全合成胎面胶中的应用技术。胎面胶中的应用技术。项目目标项目目标项目项目技术指标技术指标T01T03T06T07拉伸强度拉伸强度MPa1719.219.118.420.3拉断伸长率拉断伸长率%350367417413441300%定伸应力定伸应力MPa 813.513.312.913.2生热生热4237.637.236.836.7磨耗磨耗1.61km/cm30.200.10.130.090.1项目考核指标项目考核指标实验方案实验方案1 1）试验配方：试验配方：选择半钢子午线轮胎
7、的胎面胶配方作为试验配方选择半钢子午线轮胎的胎面胶配方作为试验配方2 2）试验油品试验油品：环保油，轮胎厂在用高芳烃油，：环保油，轮胎厂在用高芳烃油，TDAETDAE，84508450，47004700；3 3）试验项目：试验项目：主要混炼胶性能：主要混炼胶性能：混炼特性（包括混炼各段混炼功率，排胶温度，结团性以及混炼特性（包括混炼各段混炼功率，排胶温度，结团性以及下片后胶片表面特性等），包辊性试验，混炼胶门尼粘度，门下片后胶片表面特性等），包辊性试验，混炼胶门尼粘度，门尼松弛，门尼焦烧，硫化特性等；尼松弛，门尼焦烧，硫化特性等；主要硫化胶物理性能：主要硫化胶物理性能：硬度，拉伸强度，扯断伸长
8、率，永久变形，回弹性，硬度，拉伸强度，扯断伸长率，永久变形，回弹性，100%100%定定伸应力，伸应力，300%300%定伸应力，撕裂强度，压缩生热，压缩永久变形，定伸应力，撕裂强度，压缩生热，压缩永久变形，终动压缩率，屈挠龟裂，炭黑分散度等终动压缩率，屈挠龟裂，炭黑分散度等试验部分试验部分检检 验验 项项 目目T01T03T06T07T10TDAE8450结构族组成CA,%CN,%CP,%12.046.042.013.051.036.014.547.53814.250.035.815.748.33625.631.443.0144343CA+CN%58646264.2645757PCA%0.9
9、1.62.22.22.72.23.0Benzo(a)pyrene ppm8 PAHS ppm0.93.695.5110.08油品环保性能油品环保性能不同不同CA含量环保橡胶油应用性能研究含量环保橡胶油应用性能研究 选用半钢子午线轮胎胎面胶配方作为试验配方，选用半钢子午线轮胎胎面胶配方作为试验配方，考察新型不同考察新型不同CACA值的环保橡胶油及其不同用量应值的环保橡胶油及其不同用量应用性能。用性能。试验配方试验配方试验样品：试验样品：T01T01、T03T03、T06T06、T07T07、T10T10对比样品：对比样品：DAEDAE、TDAETDAE、84508450和和47004700油品种
10、类油品种类T01T03T06T07T10TDAE84504700DAESBR 1500909090909090909090BR 9000101010101010101010ZnO4.04.04.04.04.04.04.04.04.0StA2.52.52.52.52.52.52.52.52.5炭黑555555555555555555防老剂4.04.04.04.04.04.04.04.04.0促进剂NS1.71.71.71.71.71.71.71.71.7S2.02.02.02.02.02.02.02.02.0操作油101010101010101010其它3.23.23.23.23.23.23.2
11、3.23.2合计182.4182.4182.4182.4182.4182.4182.4182.4182.4 进行新型不同进行新型不同CACA含量环保橡胶油以及不同用量对胶料含量环保橡胶油以及不同用量对胶料加工性能，混炼胶性能，硫化胶物理机械性能及动态力学加工性能，混炼胶性能，硫化胶物理机械性能及动态力学性能的影响，并与高芳烃油及国外环保油品进行性能对比性能的影响，并与高芳烃油及国外环保油品进行性能对比试验。试验。试验内容：试验内容：油品种类油品种类T01T03T06T07T10TDAE84504700DAE生胶捏炼/密炼机电流 A121212121212121212小料/密炼机电流 A1310
12、10101010101010炭黑+油/密炼机电流 A232120202020202020排胶/密炼机电流 A181718181818181818排胶温度 155150150150150150150150150排胶结团性优优优优优优优优优下片后胶片外观优优优优优优优优优包辊性优优优优优优优优优混炼特性混炼特性油品种类油品种类T01T03T06T07T10TDAE84504700DAE混炼胶门尼粘度ML(1+4)100545454545353545452门尼松弛t70 s777778787t80 s111111111111111111截距 k49.750.650.451.050.150.150.2
13、50.845.8斜率-0.519-0.523-0.517-0.522-0.521-0.527-0.530-0.535-0.513面积 A930935949945932914907903874混炼胶门尼粘度及门尼松弛混炼胶门尼粘度及门尼松弛 油品种类油品种类T03T06T03*T06*TDAE84504700混炼胶门尼粘度ML(1+4)10054545757535454门尼松弛t70 s7777878t80 s11111111111111面积 A9359491028997914907903不同用量不同用量油品油品T01T03T06T07T10TDAE84504700DAE无转子硫化仪(150)M
14、L dNm7.327.637.507.747.657.537.397.427.60MH dNm27.8229.3328.6530.0329.1329.2929.6528.2429.24t10 min9.159.159.288.889.338.588.859.728.72t90 min15.5315.6816.2715.8816.0314.9516.2216.2215.20混炼胶硫化特性混炼胶硫化特性 油品油品T03T06T03*T06*TDAE84504700无转子硫化仪(150)ML dNm7.637.509.499.377.537.397.42MH dNm29.3328.6533.6133
15、.1829.2929.6528.24t10 min9.159.288.658.638.588.859.72t90 min15.6816.2714.5514.4314.9516.2216.22不同用量不同用量油品种类油品种类T01T03T06T07T10TDAE84504700DAE硬度 邵尔A747474737473737473扯断伸长率%367417413441401446442440455拉伸强度 MPa19.219.118.420.317.219.819.418.819.9100%定伸应力Mpa3.213.153.023.133.042.923.182.973.16300%定伸应力Mpa
16、13.513.312.913.212.712.613.212.411.8拉断永久变形%11.610.21210.49.610.810.410.810.6撕裂强度 kN/m494851495050515051回弹性%454645474444454444硫化胶物理性能硫化胶物理性能1213141516051015202530CA%T10T06T07T03T01拉伸强度 Mpa硫化胶物理性能硫化胶物理性能 1112131415161701020304050T10T06T07T03T01回弹性%CA%111213141516170246810121416T10T06T07T03T01300%定伸应力
17、MpaCA%121314151601020304050607080T10T06T07T03T01撕裂强度 MpaCA%油品油品T01T03T06T07T10TDAE84504700DAE拉断伸长率%老化后303306314324300312318339383老化前367417413441401446442440455拉断伸长率变化率%-17.4-26.6-24.0-26.5-25.2-30.0-28.0-22.9-15.8拉伸强度MPa老化后16.217.417.418.116.716.016.416.918.9老化前19.219.118.420.317.219.819.418.819.9拉伸
18、强度变化率%-15.6-8.9-5.43-10.8-2.91-19.2-15.4-10.1-5.0老化系数0.700.670.720.660.730.570.610.670.80硫化胶老化性能硫化胶老化性能 油品油品T03T06T03*T06*TDAE84504700拉断伸长率%老化后306314311318312318339老化前417413430410446442440拉断伸长率变化率%-26.6-24.0-27.7-22.4-30.0-28.0-22.9拉伸强度MPa老化后17.417.417.917.216.016.416.9老化前19.118.420.018.019.819.418.
19、8拉伸强度变化率%-8.9-5.43-10.5-4.44-19.2-15.4-10.1老化系数0.670.720.650.740.570.610.67不同用量不同用量1112131415161701020304050T10T06T07T03T01压缩生热 CA%硫化胶压缩生热硫化胶压缩生热 1213141516020406080100120抗湿滑系数CA%硫化胶硫化胶抗湿滑性能抗湿滑性能 油品种类油品种类T01T03T06T07T10TDAE84504700DAE阿克隆磨耗阿克隆磨耗cm3/1.61km0.10.130.090.10.10.130.080.110.08油品油品T03T06T03
20、*T06*TDAE84504700阿克隆磨耗cm3/1.61km0.130.090.120.110.130.080.1112131415160.00.20.40.60.81.01.21.41.61.82.0T10T06T07T03T01滚动阻力 J/revCa%硫化胶滚动阻力硫化胶滚动阻力 四、结论四、结论1.1.油品化学性能油品化学性能 中海沥青股份有限公司提供的环保橡胶油中海沥青股份有限公司提供的环保橡胶油T-01 T-T-01 T-03 T-06 T-07 03 T-06 T-07 符合作为橡胶油的环保要求。符合作为橡胶油的环保要求。2.2.新型环保橡胶油应用性能新型环保橡胶油应用性能
21、中海沥青股份有限研制的新型不同芳烃含量的环保油作为操作油，中海沥青股份有限研制的新型不同芳烃含量的环保油作为操作油，对胶料性能的没有显著影响，且与添加国外环保橡胶油样品胶料对胶料性能的没有显著影响，且与添加国外环保橡胶油样品胶料各项性能相当。与添加对比样品各项性能相当。与添加对比样品DAEDAE胶料各项性能相近或某些性胶料各项性能相近或某些性能略优。能略优。CACA含量在一定范围内的变化对胶料性能没有显著影响。使用该系列含量在一定范围内的变化对胶料性能没有显著影响。使用该系列油品的胶料与使用国外环保油品的胶料性能相当。该系列油品可以替油品的胶料与使用国外环保油品的胶料性能相当。该系列油品可以替
22、代国外环保油品使用代国外环保油品使用。中海沥青股份有限公司研制的环保橡胶油，可以在一定的范围内，适中海沥青股份有限公司研制的环保橡胶油，可以在一定的范围内，适当改变环保橡胶油用量。环保橡胶油的用量改变后对胶料的加工性能当改变环保橡胶油用量。环保橡胶油的用量改变后对胶料的加工性能影响不大，对胶料的硫化胶性能无显著影响。影响不大，对胶料的硫化胶性能无显著影响。总的来看，中沥公司开发的不同总的来看，中沥公司开发的不同CACA含量环保橡胶油含量环保橡胶油符合橡胶油的环保指标，能够满足在轮胎中作为橡胶操符合橡胶油的环保指标，能够满足在轮胎中作为橡胶操作油的应用要求，完全可以替代国外同类环保油品使用。作油
23、的应用要求，完全可以替代国外同类环保油品使用。创新性创新性1 1通过本项目对不同通过本项目对不同CACA的环保橡胶油对于轮胎胎面胶性能影响的研究。的环保橡胶油对于轮胎胎面胶性能影响的研究。解决了油品生产中解决了油品生产中CACA含量与环保性的矛盾，为提升环保油品的质量含量与环保性的矛盾，为提升环保油品的质量提供了重要的技术支持和保证。提供了重要的技术支持和保证。2.2.本项目对新型环保橡胶油作为操作油在半钢子午线轮胎胎面胶中进本项目对新型环保橡胶油作为操作油在半钢子午线轮胎胎面胶中进行了应用性能研究，形成了新型环保橡胶油品的应用技术。行了应用性能研究，形成了新型环保橡胶油品的应用技术。20192019年年8 8月月2727日日
